系统设计
对应基站和钥匙的双向通信,PKE在RKE基础上增加了短距离的LF通信。
在目前的设计中,RF发射频率采用433.92MHz,LF的发射频率采用19kHz。本设计的钥匙端和基站端的框图如图2和图3所示。
图3 PKE Demo基站端框图
钥匙端使用NEC电子78k0系列8位单片机μPD78F0503微控制器,来完成用户按键的数据编码、加密组帧,再通过SAW声表谐振器电路发射至UHF频段;当它接收到19kHz的LF信号时,利用三个正交放置的线圈作为低频接收天线,由低功耗低频唤醒芯片AS3931解调后,再将数据传送给单片机进行数据判断,如果数据正确,则发送一条RF加密报文。
在低频天线的设计中,由于应答器(钥匙)体积较小,且放置在用户的口袋或手提包中时,因此天线指向具有随机性,即应答器天线正对基站天线方向的机会最高只有33%,因此,应答器中的低频天线必须采用小尺寸的全向天线。
在实际应用中,应答器(钥匙)连续等待并检测输入信号,这会减少电池使用寿命。因此,为减小工作电流,在AS3931搜寻有效输入信号的同时,数字MCU部分可以处于待机模式。只有当AS3931检测到有效输入信号并输出有效唤醒信号(WAKE低有效)时,数字MCU部分才被唤醒。MCU可以设置唤醒信号的格式,只有在输入信号达到要求时,器件才将检测到的输出有效沿传送到MCU。
基站端RF使用UHF射频接收芯片RX3400完成信号解调,再将数据传送到车身主控芯片μPD78F0881进行数据解密和指令执行;当低频(LF)发射器检测到触发输入(触摸按键)时,将由串联的LC形成低频发射端,发送一条编码的低频报文。由于19kHz信号的传播能力不强,因此双向通信的距离通常在2m以内。
加密算法采用DES算法,也可以使用用户提供的算法。
部分模块介绍
LF发射电路
LF发射电路原理图如图4所示,主要由驱动电路、LC振荡电路和反馈电路组成。驱动电路提供发射所需的功率,LC振荡电路由L和C串联组成,LC谐振电路的谐振频率由如下公式决定:
f=1/2πLC